第一作者:BoseDinesh
通讯作者:AnnamalaiSenthilKumar
DOI:10./j.ceja..
文章摘要
金属有机框架(MOF)材料的高表面积和大分子结构,非常适合用于超级电容器体系。但是,电气性能差和在通电条件下结构不稳定是其应用的主要限制。在这项工作中,我们希望通过简单的化学混合,以及用低成本炭黑(CB)材料对原始MOF进行超声处理来显著提高MOF的电性和氧化还原性能。Ni-MOF是由2,2′-联吡啶、苯-1,4-二羧酸制备而成和功能化CB制备而成,命名为CB
Ni-MOF,已被开发用于提高储能应用。电化学研究表明,CBNi-MOF修饰丝网印刷碳电极在1MNaOH溶液中,峰值电流和表面超值(24.8nmol.cm?2)比原始Ni-MOF修饰电极(1.9nmol.cm?2)提高了约10倍。通过TEM、X射线、Raman、FTIR、BET比表面积和电化学阻抗等物理化学和电化学表征,发现Ni-MOF和CB的氧官能团之间存在多种氢键作用,Ni-MOF的芳族单位与CB的sp2碳-石墨位之间存在较强的π-π相互作用。这些相互作用有助于CB(55nm→30nm)的去团聚和活性位点间连接,并显著降低了CB的多壳层中空结构。用恒流充放电(GCD)法测量电容值为Fg?1在,比原始Ni-MOF(Fg?1)的值高7倍。CBNi-MOF的GCD循环稳定性在次和次循环时分别下降约2%和10%。前言导读
为满足日益增长的世界人口的巨大需求,越来越多关于电池和超级电容器(SC)等新型高能量存储系统的发展。与电池类似,电化学双层电容器(EDLC)在储能器件中起着至关重要的作用。EDLC的特性主要有,较短的充电时间(约几十秒),比电池更高的功率密度(约W/kg),长循环特性(超过0次),这使它们适合作为各种电子设备、电动汽车等的前景电源。考虑到能量密度和循环稳定性,以氧化还原电容为基础的材料如RuO2、MnO2、NiO和Co2O3/Co3O4,其典型电容值在-Fg?1范围内,被认为是实际应用的先进体系。为了进一步提高电容,建议将金属氧化物与石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米纤维、多孔碳以及聚苯胺、聚吡咯等导电聚合物复合。事实上,石墨材料易团聚以及金属氧化物的氧化还原稳定性和循环稳定性较差是主要的限制。为了解决团聚问题,人们提出了pH控制制备和使用聚合物或表面活性剂、单链DNA、离子液体介质和碳纳米管基空间等方法。年,Yogi集团首次引入Zr-MOF作为一种先进的SC系统,在有机电解质溶液中实现了Fg?1的产能。然而,MOF较差的导电性和结构稳定性仍是值得
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